中國甘氨酸行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢分析

中國甘氨酸行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢分析一、甘氨酸規(guī)格甘氨酸也稱氨基乙酸，其化學結構式為NH2CH2COOH，是氨基酸系列中相對分子質(zhì)量最小、結構最簡單的一種。根據(jù)甘氨酸的合成工藝與產(chǎn)品質(zhì)量不同，可分為工業(yè)級、飼料級、醫(yī)藥級和食品級四種產(chǎn)品規(guī)格。甘氨酸是一種重要的化工中間體，在各領域根據(jù)消費量占比由高到低依次為農(nóng)藥、食品、飼料、醫(yī)藥等。在我國，約80%的甘氨酸用于生產(chǎn)除草劑草甘膦，而國內(nèi)草甘膦產(chǎn)量從2015年的40萬噸增加至2019年的55萬噸，年增長率達9.3%。在食品行業(yè)，甘氨酸可作為營養(yǎng)增補劑、調(diào)味劑、防腐劑；在飼料和醫(yī)藥行業(yè)，甘氨酸作為飼料添加劑和藥物中間體。二、甘氨酸生產(chǎn)工藝目前，工業(yè)化和具有工業(yè)化前景的甘氨酸合成方法主要有氯乙酸氨解法、施特雷克法、羥基乙腈法、直接海因法、生物合成法等。目前國外采用改進的施特雷克法和海因法技術路線。國內(nèi)幾乎全部采用在國外已被淘汰的氯乙酸氨解法技術（水相法氯乙酸工藝），唯有重慶三峽英力采用海因法工藝，該工藝體系中存在氯化鈉等無機鹽分離困難的問題，一直不能正常生產(chǎn)。氯乙酸氨解法是以氯乙酸和氨水為起始原料，在催化劑烏洛托品作用下，合成甘氨酸。該方法的優(yōu)勢是反應原料來源廣泛，合成工藝簡單，反應條件溫和，對設備材質(zhì)要求不高，且操作簡便，易于工業(yè)化生產(chǎn)。不足在于合成周期長，副產(chǎn)物氯化銨不易分離，產(chǎn)品品質(zhì)差，烏洛托品催化劑難以回收利用，造成生產(chǎn)成本較高。目前，氯乙酸氨解法仍是國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)甘氨酸的主要方法。沈美忠提出了一種甘氨酸合成新工藝，即引入電滲析處理結晶母液，分離得到的甘氨酸與烏洛托品混合液返回反應釜內(nèi)進行循環(huán)利用，氯化銨水溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮結晶獲得氯化銨，該工藝不僅大幅減少了催化劑烏洛托品用量，降低了生產(chǎn)成本，而且還提高了副產(chǎn)氯化銨品質(zhì)。氫氰酸有毒、易揮發(fā)的特性造成運輸、存儲較為困難，為尋找氫氰酸替代品，人們開發(fā)了直接海因法工藝，該工藝流程簡單、原子利用率高、清潔環(huán)保，極具應用前景。目前，直接海因法合成甘氨酸工藝仍處于實驗室小試、中試階段，尚未見工業(yè)化報道。馮志武等提供了一種羥基乙腈連續(xù)化制備甘氨酸的工藝，以羥基乙腈與氨源、碳源為原料，依次經(jīng)管式填料反應器和釜式反應器，發(fā)生海因合成與海因水解反應，再經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結晶、分離、干燥等工序，獲得高純甘氨酸產(chǎn)品。該工藝不僅能保證甘氨酸收率和純度均在99%以上，還實現(xiàn)了以羥基乙腈為原料連續(xù)化生產(chǎn)甘氨酸，且生產(chǎn)過程中無廢液排放。三、甘氨酸生產(chǎn)分析國內(nèi)甘氨酸年產(chǎn)量約40萬噸。其中約30萬噸主要用于生產(chǎn)除草劑草甘膦，其余10萬噸用在其他行業(yè)。國內(nèi)主要甘氨酸生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能總計為46.2萬噸，其中石家莊東華金龍化工有限公司產(chǎn)能最高，達到14萬噸/年，湖北宜昌金信化工有限公司次之，年產(chǎn)能達到了10萬噸/年。2012年以來中國甘氨酸產(chǎn)量呈現(xiàn)上升趨勢，從2012年的29.02萬噸上升至2017年的35.58萬噸，但是上升幅度開始減慢。隨著未來環(huán)保政策的收緊，甘氨酸企業(yè)因為廢水污染的原因就會減產(chǎn)，中國甘氨酸產(chǎn)量將會下降。四、中國甘氨酸未來發(fā)展趨勢國外甘氨酸的生產(chǎn)已完全淘汰了氯乙酸氨解法的工藝技術，主要采用的生產(chǎn)技術是以氫氰酸、羥基乙腈為原料的Strecker法和Hydantion法，通過工藝技術的不斷更新和改進，使產(chǎn)品收率和產(chǎn)品質(zhì)量都得到大幅度提高，并有采用生物技術由甘氨腈合成甘氨酸的趨勢，注重將高新技術如催化、輻射、生物合成等應用于甘氨酸合成工藝的研究，已取得了一定的進展。國內(nèi)生產(chǎn)甘氨酸目前普遍采用氯乙酸氨解法工藝技術，自1969年實現(xiàn)工業(yè)化以來，雖然對其進行了多次工藝技術改進性研究,使甘氨酸收率由最初的70%提高至目前的85%左右，甘氨酸的含量從95%提高到98.5%，但其關鍵性指標氯化物含量仍高達0.06%-0.50%，由于所得產(chǎn)品純度低、雜質(zhì)多而無法滿足食品和醫(yī)藥行業(yè)生產(chǎn)的使用要求，該工藝技術主要生產(chǎn)工業(yè)級甘氨酸。另外少數(shù)廠家以氯乙酸氨解法反復精制得到的食品級甘氨酸，由于生產(chǎn)成本高，缺乏市場競爭力和產(chǎn)品質(zhì)量不高，無法滿足醫(yī)藥和食品等行業(yè)的需求,致使中國醫(yī)藥和食品行業(yè)所需甘氨酸還要依賴進口。工業(yè)級甘氨酸主要下游產(chǎn)品為草甘膦，草甘膦作為一種非選擇性、無殘留滅生性除草劑，獲得了市場認可。從需求的角度來看，轉(zhuǎn)基因作物種植面積一直在穩(wěn)定增長，特別是巴西的土地耕地面積及抗草甘膦轉(zhuǎn)基因作物滲透率的提高，也將拉動草甘膦的需求，預計全球的草甘膦需求將保持5%左右的增長。國內(nèi)很多草甘膦企業(yè)都有配套甘氨酸生產(chǎn)線，草甘膦產(chǎn)能120萬噸/年，而實際生產(chǎn)80萬噸/年，有將近40萬噸/年產(chǎn)能沒有釋放，其主要原因是受甘氨酸價格的牽制。草甘膦需求量和價格呈現(xiàn)上行走勢，從而會帶動甘氨酸行業(yè)快速發(fā)展?，F(xiàn)在中國已成為世界上最大的甘氨酸生產(chǎn)國，